Расчёт дифферента и осадок судна

1.5.2.1. Расчет дифферента и осадок судна планируемой загрузки.

Полученный вариант предварительной загрузки необходимо проверить на дифферент и определить значение осадок судна в носовой и кормовой части.

Дифферент определяется по формуле:

x_g- x_с) ∆^ф/100М_1см, м, (16)

где ∆^ф- весовое водоизмещение судна на среднюю осадку судна, т;

x_с- абсцисса центра величины судна, м;

x_g- абсцисса центра тяжести судна (отстояние центра тяжести груза от миделя судна), м;

М_1см- момент, дифферентующий судно на 1 см осадки, тм.

Амур 92-040:

= (-0,48 - 0,27)∙4178,5/(100∙104,00) = -0,3 м

Сормовский 1557:

= (-0,78 + 0,85)∙4051,0/(100∙93,93) = 0,03 м

После определения дифферента необходимо определить осадку судна кормой (в кормовой части судна) d_к и осадку судна носом (в носовой оконечности судна) d_н.

Осадка судна кормой определяется по формуле:

d_к = dⁿ_ср- (0,5L+X_f)/L, м, (17)

где d^п_ср - средняя осадка судна (осадка на миделе) в пресной воде, м;

ψ - дифферент судна, м;

X_f - абсцисса центра тяжести ватерлинии;

L - длина судна, м.

Амур 92-040:

d_к = 3,45 + 0,3·(0,5∙115,8 – 0,61))/115,8 = 3,60 м;

Сормовский 1557:

d_к = 3,56 – 0,03·(0,5∙114 – 1,52)/114 = 3,43 м.

Осадка судна носом определяется по формуле:

d_н = dⁿ_ср+ (0,5L-X_f)/L, м (18)

Амур 92-040:

d_н = 3,45 – 0,3·(0,5∙115,8 + 0,61)/115,8 = 3,30 м;

Сормовский 1557:

d_н = 3,45 + 0,03·(0,5∙114 + 1,52)/114 = 3,46 м.

Необходимо проанализировать полученные величины ψ, d_н и d_к и определить возможность прохода судна через участки с наименьшей проходной осадкой и другие лимитирующие участки речного пути, а также необходимость дифферентовки судна (изменения дифферента).

Лимитирующим участком водного пути от Перми до Щецина является участок Балахна-Городец. Лимитирующая осадка на данном участке 3,5 м. Значение d_к для судна Амур 92-040 превышает лимитирующую осадку (3,6 м > 3,5 м). Значения d_к и d_н для судна Сормовский 1557 не превышают лимитирующую осадку, но d_к < d_н (3,43 м < 3,46 м). Это свидетельствует о наличии дифферента на нос, что является нежелательным. Проанализировав результаты получившихся величин ψ, d_н и d_к, делаем вывод о необходимости изменения дифферента судов.

1.5.2.2. Расчет дифферента и осадок судна при фактической загрузке.

Оптимальным размещением груза по трюмам является наличие дифферента судна в корму (при разности между носовой и кормовой осадкой в интервале от 0 до - 40 см). При наличии дифферента в нос для получения требуемого дифферента рекомендуется переместить некоторое количество груза из одного трюма в другой трюм, в отдельном трюме, а на люковых крышках перераспределить палубный груз. Требуемый дифферент определяется также с учетом расхода судовых запасов.

В течение рейса судна происходит уменьшение судовых запасов (топливо, вода). Поэтому в речных условиях плавания судно необходимо погрузить таким образом, чтобы при проходе мелководных или лимитирующих участков пути дифферент приближался к нулю или же максимальная осадка (осадка судна кормой/носом) при наличии дифферента не превышала проходную осадку на участках с ограниченными глубинами.

Расчет изменения дифферента от расходования судовых запасов.

Время следования судна от порта погрузки Пермь до лимитирующего участка речного пути (t^ог) Балахна-Городец находится по нормам следования судов смешанного река-море плавания по внутренним водным путям для соответствующего направления:

t^ог = t^ог_х + t^ог_ст , сут (19)

где t^ог - время следования судна от порта погрузки до лимитирующего участка пути (участка с ограниченными глубинами), сут.;

t^ог_х - ходовое время от порта до лимитирующего участка пути, сут.;

t^ог_ст - стояночное время в пути от порта погрузки до лимитирующего участка пути, сут. (время шлюзования, стоянки в каналах и т.п.).

Количество топлива (р^ог_т) и воды (р^ог_в), израсходованное при следовании судна от порта погрузки до лимитирующего участка речного пути, равно:

р^ог_т = σ^т_х t^ог_х + σ^ст_х t^ог_ст , тонн (20)

р^ог_в = σ^в t^ог, тонн (21)

где р^ог_т - количество (масса) топлива, израсходованного за время следования судна от порта погрузки до лимитирующего участка, тонн;

р^ог_в - количество (масса) пресной воды, израсходованной за время следования судна от порта погрузки до лимитирующего участка, тонн;

σ^т_х - суточный расход топлива на ходу, т/сут;

σ^т_ст - суточный расход топлива на стоянке, т/сут;

σ^в - суточный расход воды, т/сут.

Общее количество судовых запасов, израсходованных за время следования судна от порта погрузки до лимитирующего участка (р^ог_з) равно:

р^ог_з = р^ог_т + р^ог_в , тонн (22)

Амур 92-040:

t^ог = (46+29) + (7+10) = 92 ч = 3,83 сут.

р^ог_т = 4,6·3,12 + 0,5·0,71 = 14,7 т

р^ог_в = 1,9·3,83 = 7,28 т

р^ог_з = 14,7 + 7,28 = 21,98 т;

Сормовский 1557:

t^ог = (46+31) + (7+10) = 94 ч = 3,92 сут.

р^ог_т = 4,5·3,21 + 0,5·0,71 = 15,12 т

р^ог_в = 1,6·3,92 = 6,27 т

р^ог_з = 15,12 + 6,27 = 21,39 т.

Далее определяется весовое водоизмещение судна при прохождении участка пути с ограниченными глубинами (лимитирующего участка), с учетом расходования судовых запасов:

Δ^ог = Δ^ф - р^ог_з , тонн (23)

Зная общее весовое водоизмещение судна при прохождении участка пути с ограниченными глубинами (Δ^ог) находим среднюю осадку судна при прохождении лимитирующего участка (d^ог_ср)_.

Отсюда, определяем изменение средней осадки на момент подхода к участку пути с ограниченными глубинами. При известном общем количестве судовых запасов, израсходованных за время следования судна от порта погрузки до лимитирующего участка (р^ог_з) применяем формулу:

∂d_ср = р^ог_з / (100· р_1см), м (24)

Амур 92-040:

Δ^ог = 4178,5 – 21,98 = 4156,52 т

d^ог_ср = 3,44 м

∂d_ср = 21,98/1313 = 0,02 м;

Сормовский 1557:

Δ^ог = 4051, 0 -21,39 = 4029,61 т

d^ог_ср = 3,36 · 1,025 = 3,44 м

∂d_ср = 21,39/1276 = 0,02 м.

Далее необходимо определить суммарный статический момент судна от количества израсходованного запаса топлива и воды.

М^из_х = р^ог_т · x^т_g + р^ог_в · x^в_g , тм (25)

где М^из_х – суммарный статический момент относительно миделя судна от количества израсходованного запаса топлива и воды, тм;

x^т_g – абсцисса центра тяжести расходной цистерны топлива, м ;

x^в_g – абсцисса центра тяжести расходной цистерны пресной воды.

Изменение дифферента судна при подходе к участку пути с ограниченными глубинами рассчитывается путем деления суммарного статического момента израсходованного судового запаса топлива и воды на момент, дифферентующий судно на 1 см осадки (М^ог_1см):

∂ψ = М^из_х /(100· М^ог_1см), м (26)

где ∂ψ - изменение дифферента судна при подходе к участку пути с ограниченными глубинами, м;

М^ог_1см - момент, дифферентующий судно на 1 см осадки.

Амур 92-040:

М^из_х = 14,7·(-25,9) + 7,28·(-20,3) = - 528,51 тм

∂ψ = - 528,51/10381 = - 0,05 м;

Сормовский 1557:

М^из_х = 15,12·(-39,4) + 6,27·(-33,99) = - 808,28 тм

∂ψ = - 808,28/9381 = - 0,09 м.

Отрицательное значение суммарного статического момента от количества израсходованного топлива и воды и отрицательное значение изменения дифферента при подходе к участку пути с ограниченными глубинами означает увеличение осадки судна носом и уменьшение осадки судна кормой.

Установление окончательного дифферента судна .

Средняя осадка судна после погрузки судна (d^п_ср) меньше максимально допустимой осадки в условиях ограниченных глубин на речных участках пути (d^ог_max), т.е. d^п_ср < d^ог_max.

Дифферент, необходимый для нормальной посадки судна после погрузки и последующего прохождения участков речного пути с ограниченными глубинами (ψ¹), может быть установлен следующим образом:

(- 0,4) < ψ¹ ≥ (d^п_ср - d^ог_max) + ∂d_ср + ∂ψ, м

x¹_g = , м (27)

Амур 92-040:

(- 0,4) < ψ¹ ≥ (- 0,08)

ψ¹ = 0

x¹_g= х_с = 0,27 м

Сормовский 1557:

(- 0,4) < ψ¹ ≥ (- 0,12)

ψ¹ = 0

x¹_g= х_с = - 0,85 м

Отсюда определяем статический момент нагрузок относительно миделя судна (М¹_х) , необходимый для нормальной посадки судна:

М¹_х = Δ^ф · x¹_g , тм (28)

Находим разность между статическим моментом нагрузок относительно миделя по предварительной загрузке судна (М⁰_х) и статическим моментом нагрузок относительно миделя (М¹_х), необходимым для нормальной посадки судна ∂М¹_х:

∂М¹_х = М⁰_х - М¹_х , тм (29)

Амур 92-040:

М¹_х = 4178,5·0,27 = 1128,19 тм

∂М¹_х = - 1997,67 - 1128,19 = - 3125,86 тм;

Сормовский 1557:

М¹_х = 4051,0·(- 0,85) = - 3443,35 тм

∂М¹_х = - 3152,77 + 3443,35 = 290,58 тм.

М¹_х ≠ 0, требуется корректировка таблицы весовых нагрузок по трюмам. Это достигается следующим образом: так как грузовместимость трюмов используется не полностью, и груз размещается только в грузовых трюмах, то следует переместить такое количество груза из одних трюмов в другие, чтобы сумма статических моментов перемещенных нагрузок равнялась ∂М¹_х. При этом статические моменты учитываются как по трюмам, из которых убирается груз, так и статические моменты по трюмам, в которые груз перемещается.

Амур 92-040:

Так как осадка судна кормой (3,6 м) превышает предельно допустимую осадку судна (3,5 м) на ограниченных участках пути и ∆М¹_х 0, необходимо переместить в I трюм 54 тонны из II трюма и 46 тонны из III трюма.

Произведем корректировку и полученные данные внесем в таблицу 8.

Таблица 8

Уточнённые весовые нагрузки судна Амур 92-040

Сормовский 1557:

По результатам планируемой загрузки получен дифферент судна на нос, что является нежелательным. Чтобы погрузить судно на ровный киль, необходимо переместить 5 т груза из I трюма в IV трюм.

Произведем корректировку и полученные данные внесем в таблицу 9.

Таблица 9

Уточнённые весовые нагрузки судна Амур 92-040

Полученные варианты загрузки судов необходимо проверить на дифферент и определить значение осадок судна в носовой и кормовой части.

Амур 92-040:

0

d_к = d_н = 3,45 м;

Сормовский 1557:

0

d_к = d_н = 3,45 м.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: